マイクロソフトの創業者ビル・ゲイツが日本企業である東芝にＴＷＲという新型原子炉の共同開発を提案したという報道があった。
日本ではあまり大きく報じられなかったし、そもそもＴＷＲとは何かという説明が素人に分かるようにはなされていないので、一般人には意義が今一つ分かりにくいようだ。

ＴＷＲとは英語のTraveling Wave Reactor の略で「進行波炉」などと訳されている。
劣化ウランを直接燃料として使うという事だが、ここが非常に重要なのである。

日本にも原子力発電所はたくさんあるが、そこで炉の燃料として使われているのはいわゆる「濃縮ウラン」である。
ウラン、あるいはウラニウムと呼ばれる元素は原子番号９２。自然界では地中深くに固まって存在しており、オーストラリアとカザフスタンが世界的に埋蔵量が多いと言われている。

ところが自然界にあるウランは質量数が２３８の物がほとんどである。
原子番号というのはその元素の原子核の中にある陽子という素粒子の数。原子核中には中性子という素粒子もあり、陽子と中性子を合わせた数が質量数である。

ところが、核分裂を起こして原爆の材料になったり原子炉の燃料になり得るのは、質量数が２３５のウランだけである。原子核内の中性子の数が３つ少ないのだが、これだけで核分裂をする、しない、という違いがある。
問題は天然のウランの中で、このウラン２３５はわずか０．７％程度しか含まれていない事だ。
逆に言えば、掘り出したウランのうち実に９９．３％は役に立たないのである。

原爆や原子炉に使う場合は遠心分離機にかけて、ウラン２３８を振り飛ばし、ウラン２３５の濃度を高めてやらなければならない。
原子炉の燃料の場合、１００％純粋なウラン２３５である必要はないが、それでも大量のウラン２３８が役に立たない廃棄物として残ってしまう。これを「劣化ウラン」と呼ぶ。

アメリカは大量の核兵器を持っているので、当然過去に出た大量の劣化ウランを抱えている。
劣化ウランは核分裂を起こさずエネルギー源にはならないので「燃えないウラン」と言われる事もある。

問題は燃えないウランであっても、れっきとした放射能を持つ物質だという事だ。人体に有害な放射線を絶え間なく放出している物質には違いないのである。
従って人がいる場所に野積みにしておくわけにはいかない。

そこで米軍はこの役立たずの放射性物質を兵器として再利用した。
ウラン２３８の比重は鉄や鉛より大きい、つまり重いので、砲弾のカバーにした。
重いので着弾時の衝撃が大きく、戦車の装甲ぐらい突き破ってしまう。また着弾時のエネルギーが大きいので高熱を発し酸素と反応して化学的に激しく燃焼する。

これが湾岸戦争やイラク戦争で使われた「劣化ウラン弾」である。
核爆弾ではないとは言え、放射線を出す物質が粉塵になって飛び散るから、これを吸いこんだ人はいわゆる原爆病と似たような症状を起こす。
地中にしみ込んだ場合は数十年以上にわたる土壌の放射能汚染を引き起こす。

兵器として利用するのは以ての外としても、今後世界中で原子力発電所が増えて行くのは間違いない。
西ヨーロッパ諸国は十年ぐらい前までは脱原発を目指していたが、温暖化ガスによる地球温暖化が問題になって以降、再び原子力発電に比重を移している。

中国、インド、ブラジルなどが今後も経済成長を続ければ、さらに今途上国である国がそれに続けば電力を原子力発電に頼るようにならざるを得ない。
急激に増えるエネルギー需要を地球温暖化を引き起こす化石燃料に頼るわけにはいかないからだ。

そうなると、ウラン２３５だけを燃やす従来の原子炉が増えて行くと、劣化ウランの量も劇的に増えて行く。米軍のように兵器に利用するべきでないとすると、将来何万トンという放射性物質の置き場が必要になるし、どうやって保管するかも大問題である。

ＴＷＲという原子炉は、この本来は燃えないはずの劣化ウランを燃料にするというアイディアである。炉の中で最初の核分裂を起こすのに少量のウラン２３５あるいはプルトニウムを使うが、そこで発生した中性子線が劣化ウランの原子核に吸収されて、ウラン２３８がプルトニウムに変化し核分裂する。そこから中性子線が出て次のウラン２３８の原子核に・・・という過程を繰り返し、じわじわとウラン２３８をプルトニウムに変えて燃やす、という仕組みだ。

日本の「もんじゅ」などの増殖炉というのは、同様にウラン２３８を炉の中でプルトニウムに変えるが直接は炉内で燃やさず、一旦取り出してから新しい燃料棒に加工するという方法だ。
ＴＷＲはそんな二度手間をかけず、ウラン２３８を直接原子炉内で燃やそうというわけだから、もし成功すれば増殖炉は不要になる。

日本の核燃料サイクル計画自体を無意味にしかねない技術なわけで、日本でこそもっと成否が注目されるべきだろう。